国内空间目标散射建模总结

国内空间目标散射建模总结
2011年，南京理工大学的徐实学在其博士论文《材质表面散射光偏振特性分析用于空间目标探测的研究》中，研究了典型空间目标材料散射光的偏振度等偏振特性，对不同飞行姿态和探测环境的空间目标偏振特性分析方法进行了讨论。

文中的讨论是基于实验测量的数据进行的，没有应用具体形式的BRDF模型。

2004年，63916部队和中科院光电技术研究所的李淑军等人在《带太阳能帆板的卫星光度特性分析》中，研究了卫星主体和帆板两种基本结构在一定漫反射率情况下的地面照度计算公式，理论计算表明，虽然太阳能帆板的漫反射率要比卫星主体低30倍，但在卫星地面照度的计算和实际观测中仍不应忽略。

2010年，咸阳师范学院的王明军等人在《复杂环境下具有轨道特征目标模型光散射特性研究》中，将BRDF应用于卫星散射特性研究，但是都是测量获得而没有理论模型，文章给出了空间目标模型表面不同反射率材料对可见光散射光谱特性，以及在相同反射率条件下光散射强度随轨道高度分布特性。

2009年，长春光机所的张景旭在《国外地基光电系统空间目标探测的进展》中，介绍了国外先进地基空间监视系统的发展现状，从地基光电系统观测空间目标的角度介绍了美国星火靶场和毛伊岛光学站的情况和设备，提供了国外地基空间目标光学探测的重要参考资料。

2010年，电子工程学院的杨明等人在《基于BRDF条件下卫星可见光散射特性分析》中，将单一波长BRDF测量方法扩展到可见光波段的加权平均测量，利用实验测量的BRDF数值求解出卫星表面材料的BRDF的三维特性。

2008年，西安电子科技大学和安徽光机所的吴振森、曹运华、魏庆农等人在《基于粗糙样片光BRDF的空间目标可见光散射研究》中，利用遗传算法，结合实验测量的五参量BRDF模型参数，获得了目标样片平均BRDF的参量化统计模型。

结果显示因为卫星包覆材料和太阳能电池板都比较光滑，所以整个卫星的可见光散射强度仅在卫星某些面的镜反射方向有较大值，而在其它方向的值都很小。

2009年，哈尔滨工业大学的汪洪源等人在《基于双向反射分布函数的空间卫星紫外动态特性研究》中，面向天基探测对卫星紫外特性进行建模，BRDF模型选用Davies模型，由于地球大气层吸收紫外光，文章考虑太阳光和月球漫反射光对卫星反射紫外光进行计算，给出了比较完整的目标特性计算流程。

空间目标
的光学特性不仅是光照入射角、反射角、波长及表面粗糙度的函数，而且还与目标的外形结构、飞行姿态以及目标、太阳、地球三者之间的相互位置有关。

2011年，华南农业大学的刘建斌在《基于双向反射分布函数的卫星表面光散射研究》中，比较了将卫星表面当为朗伯表面和对卫星建立BRDF模型两种情况进行了比较，BRDF模型采用的是Davies模型，以风云卫星D为例进行了计算，结果表明, 把卫星表面看作漫散射体得到的地面照度值要比把卫星表面看作随机粗糙表面得到的地面照度值大。

2006年，电子科技大学的刘建斌等人在《空间目标的光散射研究》中，提出了目标表面为高斯随机粗糙平板面的空间目标的散射计算模型，计算了风云一号卫星的地面光照度，并与把卫星表面看作朗伯表面计算结果进行了比较，结果表明，把卫星表面看作漫散射体得到的地面照度值要比把卫星表面看作随机粗糙表面得到的地面照度值大。

采用的随机表面散射模型为海浪的光散射模型。

2010年，安徽光机所的李雅男等人在《空间目标的光学偏振特性研究》中，对国外空间目标偏振特性的研究情况进行了介绍，用卫星缩比模型进行了偏振测量实验，测量了偏振度在不同角度时的变化情况，结果显示太阳能电池板的偏振特性显著。

文中对国外研究进展的总结和参考文献很有价值。

2004年，西安电子科技大学的吴振森等人在《空间目标的可见光散射与红外辐射》中，根据能量守恒定律建立空间目标表面温度的热平衡方程。

以气球为例，给出不同表面涂层材料的气球，在不同地理位置、不同高度和不同时间条件下，其温度及辐射功率的变化。

2011年，上海交通大学的杨康在其硕士论文《空间目标高光谱特性分析》中，提出用高光谱研究空间目标的光学特性，在对空间目标的光学散射特性进行建模时，作者选用的是2008年汪洪源等人提出的高次余弦散射分布函数，用几种航天材料的高光谱数据进行了仿真实验。

2011年，装备指挥技术学院的赵阳生等人在《空间目标观测辐照度特性建模及仿真》中，提到了基尔霍夫近似、二向反射分布函数，但是文章中对BRDF 的描述和表达不合常理，所选用的模型含混不清，参考价值不大。

2012年，安徽光机所的李雅男等人在《空间目标光谱偏振特性》中，讨论了采用偏振探测的方法对空间目标探测的思路与可行性，用国家天文台1m望远镜结合偏振装置给出了空间目标的偏振度观测结果，显示空间目标存在显著的偏振特性，并测量了空间目标缩比模型的偏振特性，验证了空间目标光谱偏振观测技
术的有效性。

2008年，哈尔滨工业大学的张伟等人在《空间目标可见光散射特性建模方法研究》中，用二向反射分布函数对卫星目标的光学散射特性进行建模和计算，文章选用Davies 模型作为BRDF 模型。

太阳能帆板的辐照度值与卫星本体接近，最大量级都在21010m w / 。

2009年，解放军信息工程大学的蓝朝桢在其博士论文《空间目标天基光学观测系统建模与探测能力分析》中，对复杂空间目标的光学特性进行建模，采用材料光散射的经验模型，将反射光看做镜面反射和漫反射之和，镜面反射分布模型采用高次余弦形式的经验模型。

2008年，装备指挥技术学院的曾德贤等人在《空间目标在天基光学探测中的特性分析与仿真》中，对卫星目标散射光进行计算，将卫星主体和太阳能帆板的太阳反射光都看作是漫反射光进行处理。

2010年和2011年，北京航空航天大学的孙成明和袁艳等人在《深空背景下空间目标红外特性建模方法研究》和《深空背景下空间目标紫外特性建模方法研究》两篇文章中用到了BRDF ，但是作者在对红外特性建模时没有给出具体的BRDF 模型形式，在对紫外特性建模时选用Davies 模型作为BRDF 模型。

2007年，国防科技大学ATR 国家重点实验室的李志军等人在《深空动态场景目标红外图像仿真研究》中，针对深空背景空间目标的红外图像仿真问题，首先根据热平衡理论，对典型空间目标红外特性进行建模，将目标红外辐射分为自身红外辐射和反射两部分，其中反射辐射部分中的镜面反射分量使用高次余弦模型。

2008年，哈尔滨工业大学的孙成明等人在《双向反射分布函数在空间目标可见光反射特性建模中的应用》中，在可见光波段建立了空间目标反射特性的数学模型，并以风云一号卫星为例基于轨道参数进行了仿真计算。

作者选用的BRDF 模型为Davies 模型。

2005年，目标与环境光学特征国防科技重点实验室的吴开封等人在《卫星的光散射建模研究》中，依据光线跟踪算法并结合蒙特卡罗法思想对卫星等复杂空间目标进行光散射建模计算，但是没有使用具体形式的BRDF 模型。

2009年，北京航空航天大学的石良辰等人在《卫星多光谱信号的仿真研究》中，对包括太阳能帆板和镀银隔热材料的卫星目标在可见光和红外波段进行光学
特性建模，选用的BRDF模型是Sandford-Robertson模型。

2007年，西安工程大学和西安电子科技大学的王安祥等人在《卫星太阳能电池板光散射特性的实验测试》中，测试了卫星上硅和砷化镓两种太阳能电池板，根据测量样品的BRDF数据，利用吴振森等人提出的BRDF统计模型和遗传模拟退火算法进行优化建模。

2008年，哈尔滨工业大学的汪洪源等人在《基于高次余弦散射分布的空问卫星可见光特性》中，根据能量守恒定理及表面材料的高次余弦散射分布特性建立了目标散射特性的数学模型。

2004年，烟台大学的李道勇等人在《空间目标的光散射特性研究》中，通过双向反射分布函数将光辐射的入射照度和目标的散射亮度联系起来．结合目标的几何建模，但是文章没有选用任何形式的BRDF模型。

2009年，哈尔滨理工大学的吴英等人在《空间目标的可见光散射特性建模与仿真研究》中，利用辐射理论建立了太阳辐射和地球及其大气反射光辐射的数学模型，采用Davies双向反射分布函数，计算了卫星目标的散射。

2005年，西安光机所和测通所的陈荣利等人在《非自发光空间目标的可见光探测技术研究》中，建立了空间非自发光目标的数学模型，假定卫星表面为漫反射体，且服从朗伯定律。

2010年，国家天文台的唐轶俊、姜晓军等人在《利用光照反射模型分析中高轨人造卫星测光特性》中，利用光照反射模型分析了中高轨人造卫星的测光特性，文章在处理目标光反射模型时讨论了镜面反射和漫反射模型。